L'ió de liti és una bateria de baix manteniment, un avantatge que la majoria de les altres químiques no poden reclamar.La bateria no té memòria i no necessita fer exercici (descàrrega total deliberada) per mantenir-la en bon estat.L'autodescàrrega és menys de la meitat que els sistemes basats en níquel i això ajuda a les aplicacions dels indicadors de combustible.La tensió nominal de la cel·la de 3,60 V pot alimentar directament telèfons mòbils, tauletes i càmeres digitals, oferint simplificacions i reduccions de costos respecte als dissenys multicel·les.Els inconvenients són la necessitat de circuits de protecció per evitar l'abús, així com el preu elevat.
Tipus de bateries d'ions de liti
La figura 1 il·lustra el procés.
L'ió de liti és una bateria de baix manteniment, un avantatge que la majoria de les altres químiques no poden reclamar.La bateria no té memòria i no necessita fer exercici (descàrrega total deliberada) per mantenir-la en bon estat.L'autodescàrrega és menys de la meitat que els sistemes basats en níquel i això ajuda a les aplicacions dels indicadors de combustible.La tensió nominal de la cel·la de 3,60 V pot alimentar directament telèfons mòbils, tauletes i càmeres digitals, oferint simplificacions i reduccions de costos respecte als dissenys multicel·les.Els inconvenients són la necessitat de circuits de protecció per evitar l'abús, així com el preu elevat.
La bateria d'ions de liti original de Sony utilitzava coc com a ànode (producte de carbó).Des de 1997, la majoria dels fabricants de ions de litio, inclosa Sony, van passar al grafit per aconseguir una corba de descàrrega més plana.El grafit és una forma de carboni que té estabilitat de cicle a llarg termini i s'utilitza en llapis de plom.És el material de carboni més comú, seguit dels carbonis durs i tous.Els carbonis de nanotubs encara no han trobat ús comercial en ions de liti, ja que tendeixen a enredar-se i afectar el rendiment.Un material futur que promet millorar el rendiment dels ions de liti és el grafè.
La figura 2 il·lustra la corba de descàrrega de tensió d'un modern Li-ion amb ànode de grafit i la versió primerenca de coc.
S'han provat diversos additius, inclosos aliatges a base de silici, per millorar el rendiment de l'ànode de grafit.Es necessiten sis àtoms de carboni (grafit) per unir-se a un sol ió de liti;un sol àtom de silici pot unir-se a quatre ions de liti.Això vol dir que l'ànode de silici podria emmagatzemar teòricament més de 10 vegades l'energia del grafit, però l'expansió de l'ànode durant la càrrega és un problema.Per tant, els ànodes de silicona pura no són pràctics i només s'afegeix un 3-5 per cent de silici a l'ànode d'una base de silici per aconseguir un bon cicle de vida.
L'ús de titanat de liti nanoestructurat com a additiu d'ànode mostra una vida de cicle prometedora, bones capacitats de càrrega, un excel·lent rendiment a baixa temperatura i una seguretat superior, però l'energia específica és baixa i el cost és elevat.
L'experimentació amb material de càtode i ànode permet als fabricants reforçar les qualitats intrínseques, però una millora pot comprometre una altra.L'anomenada "Cèl·lula d'Energia" optimitza l'energia específica (capacitat) per aconseguir temps de funcionament llargs però amb una potència específica menor;la "Cèl·lula d'alimentació" ofereix una potència específica excepcional però amb una capacitat inferior.La "Cèl·lula híbrida" és un compromís i ofereix una mica de tots dos.
Els fabricants poden aconseguir una energia específica elevada i un cost baix amb relativa facilitat afegint níquel en lloc del cobalt més car, però això fa que la cèl·lula sigui menys estable.Tot i que una empresa de nova creació pot centrar-se en una energia específica alta i un preu baix per obtenir una ràpida acceptació del mercat, la seguretat i la durabilitat no es poden comprometre.Els fabricants de renom donen una gran integritat a la seguretat i la longevitat.
La majoria de bateries d'ió de liti comparteixen un disseny similar que consisteix en un elèctrode positiu d'òxid metàl·lic (càtode) que està recobert sobre un col·lector de corrent d'alumini, un elèctrode negatiu (ànode) fet de carboni/grafit recobert en un col·lector de corrent de coure, un separador i electròlit. fet de sal de liti en un dissolvent orgànic.Més informació, si us plau, aneu amb teda battery.com.
La taula 3 resumeix els avantatges i limitacions de l'ió de liti.
Hora de publicació: 26-juny-2022